Upload
dava
View
181
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
PEMULIAAN TANAMAN. MODUL 6 :PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG. PENDAHULUAN. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
PEMULIAAN TANAMAN
MODUL 6 :PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG
PENDAHULUANKeragaman keturunan pada tanaman menyerbuk
silang menyulitkan penilaian terhadap individu tanaman. Individu satu dengan lainnya sangat mungkin memiliki komposisi genetic (genotip) yang berbeda. Sehingga perbaikan sifat tanaman tidak dapat dilakukan secara individu, tetapi harus pada populasi tanaman. Perbaikan populasi yang dihasilkan tergantung dari tujuan dan metode pemuliaan.
Sasaran akhir yang dituju dalam studi pemuliaan tanaman menyerbuk silang adalah pengungkapan dan pemahaman tentang dasar genetik tanaman menyerbuk silang sebagai landasan metode pemuliaan tanaman menyerbuk silang.
Materi ini akan disampaikan dalam dua kali tatap muka pada minggu kesepuluh dan kesebelas.
TUJUANPenguasaan materi dalam modul ini, yang
dirancang sebagai landasan pemuliaan tanaman menyerbuk silang, akan dapat
Menjelaskan dasar genetic tanaman menyerbuk silang, pengertian heterosigot dan heterogen, silang dalam dan depresi silang dalam serta heterosis
Menjelaskan tentang populasi, kesetimbangan genetic dalam populasi (hukum Hardy-Weinberg) dan perubahan frekuensi gen, genotip dan fenotip dalam populasi.
DEFINISIPemuliaan tanaman adalah ilmu
yang mempelajari tentang perbaikan sifat tanaman melalui perubahan genetik dalam upaya meningkatkan nilai ekonomisnya.
Tanaman menyerbuk silang adalah tanaman yang dalam proses penyerbukannya, polen atau serbuk sari berasal dari tanaman lain yang berbeda secara genotip.
Pemuliaan tanaman menyerbuk silang adalah studi tentang bagaimana perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan melalui program pemuliaan, antara lain:
Bagaimana perbaikan tanaman dilakukan pada tanaman yang keturunannya selalu beragam?
Bagaimanakah sifat genetic pada tanaman menyerbuk silang?
Bagaimana mempelajari genetic dari populasi tanaman menyerbuk silang
Bagaimana perubahan genetic pada tanaman menyerbuk silang dapat terjadi?
Bagaimana mempertahankan komposisi genetic pada populasi tanaman menyerbuk silang dari generasi ke generasi?
Alasan utama tidak dapat mengadakan pembuahan sendiri :
Berumah dua, yaitu bunga betina dan bunga jantan
terletak pada tanaman yang berbeda. Contoh : Pepaya, salak
Berumah satu, yaitu bunga betina dan bunga jantan terpisah tetapi masih dalam tanaman yang sama. Contoh : Jagung
Inkompatibilitas sendiri, yaitu apabila polen (serbuk sari) fertil tidak mampu menyerbuki putik dari bunga yang sama, sehingga tidak dihasilkan biji
Perbedaan waktu masak antara bunga jantan dan bunga betina, dibedakan :Protogini : Kepala putik masak terlebih dahulu daripada kotak sariProtandri : Kotak sari masak terlebih dahulu daripada kepala sari
Perbedaan monoceous dan dioceous(Sumber :raisesbm.com)
Protandry dan Protogyni(Sumber : northernpecans.blogspot.com)
DASAR GENETIKHeterosigot dan HeterogenHeterosigot adalah istilah untuk komposisi genetik dari
pasangan alel yang berbeda. Contoh : Hh, HhBb, HhBbTbtb, ……Individu tanaman menyerbuk silang hampir selalu memiliki
komposisi genetik heterosigot, sehingga keturunannya akan memiliki komposisi genetik heterosigot maupun homosigot pada beberapa pasangan alelnya.
Keturunan dengan genotip yang beragam akan menampakkan fenotip yang beragam pula. Perbedaan fenotip satu individu dengan individu lainnya dalam suatu kelompok tanaman
dinamakan dengan Heterogen Setiap individu dalam sekelompok tanaman menyerbuk silang
berbeda secara genetis, umumnya memiliki susunan genetic heterosigot.
Kelompok tanaman (populasi) dari tanaman menyerbuk silang menunjukkan penampilan heterogen.
Silang dalam (inbreeding)Persilangan individu yang berkerabat
dekat (saudara kandung atau saudara tiri)Persilangan sendiri (selfing)Meningkatnya homosigositasEkspresi gen-gen resesif merugikan
menyebabkan penurunan penampilan (depresi silang dalam)
Tingkat depresi silang dalam berbeda pada setiap spesies tanaman
Kegunaan silang dalamMengurangi frekuensi alel-alel resesif yang
merugikanMeningkatkan variabilitas genetik di
antara individu dalam suatu populasiMengembangkan genotip potensial
Inbred pada tanaman jagung yang digunakan untuk membentuk tanaman hibrida(Sumber: agron.missouri.edu)
HeterosisPeningkatan ukuran dan vigor setelah
persilanganHeterosis = hybrid vigor, peningkatan
ukuran dan vigor yang melebihi tetua atau rata-rata tetua
Heterosis merupakan kebalikan dari depresi silang dalam
Dasar teori : hipotesis dominan dan hipotesis over dominan
Pemanfaatan heterosis : Varietas Hibrida
Heterosis pada tanaman dan tongkol jagung(Sumber: http://genome.cshlp.org)
TEORI HETEROSISTerdapat tiga teori yang mendasari heterosis
ini, yaitu teori over dominan, akumulasi gen dominan dan interaksi inter-alel (interaksi antar alel berbeda lokus).
Teori over dominan Akumulasi gen dominanInteraksi inter-alel
Kesetimbangan Hardy-Weinberg
Frekuensi gen dan genotip pada sebuah populasi kawin acak akan selalu tetap dari generasi ke generasi selama tidak terjadi seleksi, mutasi dan migrasi.
• Perbaikan sifat POPULASI komposisi alel
frekuensi gen frekuensi genotip
• Perubahan komposisi genotip dalam populasi
perubahan frekuensi gen
• Seleksi meningkatkan frekuensi gen dikehendaki
menurunkan frekuensi gen tak dikehendaki
TEORI DOMINANOver dominan adalah keadaan dimana nilai heterosigot (Aa)
lebih besar dari nilai homosigot dominan (AA). Dengan kata lain, nilai hibrida (F1) melebihi nilai rata-rata tetua atau tetua yang lebih besar
P: AA bb CC dd x aa BB cc DD 1½ 1 1½ 1 1 1½ 1 1½ F1: Aa Bb Cc Dd 2 2 2 2Alel resesif berkontribusi 1 unitAlel dominan berkontribusi 1½ unitAlel yang heterozigot menunjukkan penampilan yang lebih baik
bila dibandingkan dengan pasangan alel baik resesif maupun dominan
Kontribusi tetua = 5 F1 = 8
TEORI AKUMULASI GEN DOMINAN Bila gen-gen yang berperan dalam pertumbuhan adalah gen
dominan, maka akumulasi dari gen-gen dominan dari tetua yang berbeda akan meningkatkan keunggulan hibrida hasil persilangan
Sebagai contoh, satu tetua memiliki 3 gen dominan dan tetua lain dengan 2 gen dominan berbeda, maka hibridanya akan memiliki 5 gen dominan. Dengan kata lain, semakin banyak berbedaan antara kedua tetua, maka semakin besar keunggulan hibridanya.
P: AA bb CC dd x aa BB cc DD 2 1 2 1 1 2 1 2 F1: Aa Bb Cc Dd 2 2 2 2Alel resesif berkontribusi 1 unitAlel dominan berkontribusi 2 unitKarena adanya dominansi, maka genotipe yang heterozigot
memberikan penampilan yang sama seperti homozigot dominan Kontribusi tetua = 6 F1 = 8
TEORI INTERAKSI INTER ALELInteraksi ini terjadi antar gen-gen berbeda
lokus, kerjasama yang terjadi antara gen-gen yang berinteraksi mungkin mempengaruhi proses pertumbuhan menjadi lebih baik.
Mirip pada peristiwa epistasi. Satu contoh, gen A dan gen B berperan dalam menghasilkan warna, bila hanya ada satu gen saja (A atau B) memberikan warna merah, tetapi bila keduanya bergabung maka akan dihasilkan warna merah yang lebih tua.
HWE Assumptions
Mating is random.
Effects of migration, mutation, selection are negligible.
Frekuensi fenotip, genotip dan gen
Frekuensi Fenotip adalah proporsi fenotip yang ada pada suatu populasi.
Frekuensi Genotip adalah proporsi genotip yang ada pada suatu populasi.
Frekuensi Gen adalah proporsi gen yang ada pada suatu populasi
When the HWE assumptions are met, the frequency of a genotype is equal to the product of the allele frequencies.
AA Aa aa p2 2pq q2
P2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
Secara umum apabila ada N individu dalam populasi kawin acak. Dari populasi tersebut terdapat D individu dominan yang homosigot AA, H individu heterosigot Aa, serta R individu resesif yang homosigot aa **
Genotype frequencies
Generation 0
N ∞
A1 A1 , A1 A2 , A2 A2
p2, 2pq, q2
Genotype frequencies do not change from generation to generation
♀ gametes
A1 A2
A2A1
♂ gametes
(p)
(p) (q)
(q)
A2 A2 (q2)
A1 A1 (p2) A1 A2 (pq)
A1 A2 (pq)
♀♂ A2A1
A1
A2
Random mating
Zygotes
N ∞
A1 A1 , A1 A2 , A2 A2
p2, 2pq, q2
Generation 1
Demonstrating the H-W principle
REFERENSIAllard, R,W. 1999. Principle of Plant Breeding : Second
Edition.John Wiley and Sons. Inc. USABrown, J and Peter, C. 2008. An Introduction to Plant
Breeding. Blackwell Publishing LtdDaryanto dan Siti,S.1982. Biologi Bunga dan Teknik
Penyerbukan Silang Buatan.GramediaHagedoorn, L. 2008. Plant Breeding. Fournier PressMangoenendidjojo, W. 2003. Dasar-Dasar Pemuliaan
Tanaman. Kanisius. JogjakartaPoehlman, and Borthakur. 1977. Asian Breeding Field
Crop: With Special Reference to Crops of India. Oxford & IBH Pub. Co. Michigan University
Stansfield, W and Susan, E. 2000. Genetic: Fourth Edition. Schaum Outline
A. Latihan dan Diskusi (Propagasi vertical dan Horizontal)1. Pada tanaman menyerbuk sendiri, keturunannya tidak pernah berubah
secara genetic. Sebaliknya pada tanaman menyerbuk silang keturunannya selalu beragam secara genetik. Dengan menggunakan diagram persilangan, tunjukkan perbedaan genetic tanaman menyerbuk sendiri dan menyerbuk silang!
2. Pada suatu populasi jagung diketahui ada 40 tanaman yang terserang penyakit bulai dari total 1000 tanaman. Penyakit bulai dikendalikan oleh gen resesif b, tentukan frekuensi fenotip tanaman tahan dan peka, frekuensi genotip tanaman tahan dan peka serta frekuensi gen B dan b dari populasi jagung tersebut!
B. Pertanyaan (Evaluasi mandiri)3. What do you know about inbreeding?4. Please explain the advantages of inbreeding in cross pollination plant!5. Mention the advantages of heterosis in cross pollination plant breeding?6. Apa hubungan antara hukum Hardy-Weinberg dengan pemuliaan tanaman
menyerbuk silang? C. QUIZ -mutiple choice (Evaluasi) D. PROYEK (Eksplorasi entrepreneurship, penerapan topic bahasan pada dunia nyata)
PROPAGASI
TERIMA KASIH